科學(xué)研究：器官保存的一次飛躍

2018年，超過1000名美國人在等待肝臟移植的過程中死去。之所以會出現(xiàn)這樣的問題，部分原因在于標(biāo)準(zhǔn)的體外保存方法只能讓肝臟存活24個小時。現(xiàn)在，科學(xué)家研制出了一種新設(shè)備，使肝臟在體外存活的時間延長至一周以上。雖然這項技術(shù)還沒有直接用于人體器官移植，但它代表了器官保存領(lǐng)域的一次飛躍。

此前，有許多供體肝臟都不符合移植的標(biāo)準(zhǔn)，比如機能衰退、脂肪含量太高或者由于心臟驟停等原因受損。研究人員表示，這種新設(shè)備不僅可以長時間保存肝臟，還可以讓肝臟利用在體外存活的時間自我修復(fù)（某種程度上類似于肝臟在體內(nèi)的自我修復(fù)），讓醫(yī)生有更充裕的時間來評估這些器官的狀況。

皮埃爾-阿蘭·克拉維恩（Pierre-Alain Clavien）是蘇黎世大學(xué)醫(yī)院移植外科主任，也是這項研究的通訊作者。他表示，對摘除了部分肝臟的病人來說，“我們決定把這一時間設(shè)定為一周，因為這正是肝臟再生所需要的時間?！彼f，對于肝癌患者來說，這種全新的保存技術(shù)非常有優(yōu)勢，患者或許能保留自己還沒有被癌細(xì)胞侵襲的部分肝臟，以便日后重新植入，避免發(fā)生排斥現(xiàn)象。

保存供體肝臟的標(biāo)準(zhǔn)方法需要先用低溫溶液沖洗，再將肝臟放置在冰上。這種方法可以讓肝臟存活12~18小時。不久前，科學(xué)家又發(fā)明了一種不需冷凍即可低溫保存肝臟的方法，可以將保存時間延長至27小時?？死S恩表示，這樣的時長仍然不足以讓受損的肝臟完成自我修復(fù)。

克拉維恩開發(fā)的全新設(shè)備可以通過模擬人體的關(guān)鍵特性，為肝臟贏得寶貴的時間。它可以精準(zhǔn)地控制肝臟所處的壓力環(huán)境和氧氣水平，并將血液泵入肝臟（這個過程被稱為灌注）。血液中的糖份可以為肝臟的紅細(xì)胞提供能量，調(diào)配好的胰島素和胰高血糖素也可以維持血糖水平。另外，還有透析設(shè)備負(fù)責(zé)清除血液中的廢物，維持電解質(zhì)平衡。放置在肝臟下方的充氣氣球可以模仿人體呼吸時的隔膜運動，防止肝臟因持續(xù)處于壓力環(huán)境而造成組織損傷。

在研究前期，研究人員使用豬的肝臟開發(fā)和調(diào)整設(shè)備參數(shù)，然后再用人類的肝臟進(jìn)行實驗。隨后，他們將8個健康的豬肝臟成功保存了一周，并將其中3個移植到了活豬體內(nèi)，手術(shù)非常成功。在移植手術(shù)后，科學(xué)家又做了另外一項對比實驗。他們將剩下5個肝臟取出，并在冰上放置了幾小時。此時，它們的損傷標(biāo)志物水平仍然與經(jīng)過灌注的肝臟相差無幾。

后來，研究小組又做了一項新的測試，他們將10個由于質(zhì)量問題而被多個歐洲器官移植中心拒絕的人體肝臟放入這套灌注設(shè)備中。肝臟損傷程度可以通過一類名為損傷相關(guān)分子模式（damage-associated molecular patterns, DAMPs）的蛋白質(zhì)來衡量。在這次測試的10個肝臟中，其中6個的DAMPs減少，且損傷跡象也得到緩解。克拉維恩說：“現(xiàn)在，我們可以考慮在不危及病人生命的情況下，使用原本可能存在一定程度損傷的肝臟進(jìn)行移植?！彼屯略凇蹲匀弧ど锛夹g(shù)》雜志上發(fā)表了相關(guān)研究。

哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科爾庫特·維貢（Korkut Uygun，并未參與這項研究）是外科醫(yī)生和生物工程師，他表示：“這項研究工作很出色，從臨床的角度來看，哪怕是讓肝臟多存活幾個小時，都有非常重要的價值?！钡牵S貢也表示，這項研究最大的局限性在于，設(shè)備中只有60%的肝臟能在一周后保持穩(wěn)定，維持自身的健康。維貢表示：“在器官移植界，40%的失敗率是不可接受的?！绷硗猓S貢并不相信這臺設(shè)備能在長時間保存肝臟的基礎(chǔ)上，讓肝臟再生。 “器官的再生是很困難的，”他說，“盡管肝臟有驚人的再生潛力，但我們?nèi)匀恍枰嗟臅r間來證明這一點?！?/p>

斯蒂芬·施內(nèi)貝格爾（Stefan Schneeberger，并未參與這項研究）是奧地利因斯布魯克醫(yī)科大學(xué)移植和肝膽的外科主任。他認(rèn)為，這項進(jìn)展的意義可以用一個詞來概括：時間。施內(nèi)貝格爾說：“這是首個允許器官在體外保存一周的技術(shù)手段，是里程碑式的進(jìn)步。”他也表示，沒有太多的證據(jù)表明這種新設(shè)備可以提高肝臟的質(zhì)量，而且這與真正的“再生”可能相去甚遠(yuǎn)。當(dāng)然，使肝臟再生仍然是終極的目標(biāo)。

雖然研究結(jié)果看起來很有希望，但是研究人員還沒有在更長的時間尺度上證明，保存下來的肝臟可以維持完好的功能。施內(nèi)貝格爾表示，下一步是在大型動物中進(jìn)行移植實驗。如果這些實驗?zāi)軌虺晒?，將會有大量等待肝移植的病人受益于這項新技術(shù)?？死S恩則表示，這項實驗最早有望在今年內(nèi)實施。他補充說，理論上，這種新設(shè)備將來還可以用于保存心臟、腎臟或者其他器官。

撰文：塔尼婭·劉易斯（Tanya Lewis）

翻譯：施懌

文章來源：環(huán)球科學(xué)

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